电流线圈架塑料模设计说明书

学校名称 毕业设计说明书 课题 : 电 流 线 圈 架 塑 料 模 设 计 系 别 机械工程系 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 目 录 一 绪 论 3-8 二计算设计与说明 9-17 三参考文献 18 四总结 19 第一章 绪 论 塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具。塑料模具对塑料制品的质量和操作难易程度都有相当的影响因此要求模具在生产度，外观，物理性能等各方面都满足使用要求并要求其效率高，操作简便，结构合理，制造容易，成本低廉。现代塑料制品中合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少三项重要因素。尤其是塑料模具要实现塑料加工工艺要求，制件使用要求和造型设计起着十分重要的作用。因此，对塑料模具生产也提出了越 来越高的要求。因此促使模具生产不断向前发展。 模具工业是现代工业的基础，它的技术水平很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争能力。随着我国加入“ WTO”步伐的日益加快。“入世”将对我国模具工业产生重大而深远的影响，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行构调整，国内市场的国际性进一步现，该行业将经受更大的冲击，竞争也会更加激烈。在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断的改革和创新使得我国模具水平有了较大的提高，大型，复杂，精密，高效和长寿命模具有上了新的台阶。 塑料制品的成型是塑料成为具有 实用价值制品的重要环节。塑料成型方法已达 40 多种。其中最重要的是注射，挤出，吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的 85%；其中注射尤为突出，占塑料成型的 30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，有些热固性塑料也可以用注射模塑成型。 我国塑料模的发展，极其迅速。现已具有相当规模。无论是设计水平，加工制造技术，还是 CAD 技术都有了明显的提高。 随着政府和企业界对模具工业的重视程度的不断提高，模具的发展速度在不断加快，技术得到进一步发展，模具工业的发展前景十分的 广阔。 第二章 塑料模现状 近年来我国塑料模具有了长足的进步，大型，复杂，高效和长寿命模具又上了新台阶，特别体现在高科技应用的深度和广度上，表现在下列几个方面： （ 1）广泛应用 CAD/CAM/CAE，特别是加工方面，计算机造型，编程并由数控机床加工已是主要手段， CAE 软件也已得到广泛应用，提高了设计水平。 （ 2）热流道技术的推广应用更上一层楼，内热式和外热式流道装置，自制热喷咀和引进热喷咀都得到了应用，有的已达到国际先进水平。 （ 3）气体辅助注射技术已得到应用，不少厂家均采用了此技术，例如熊猫公司开发 气辅模具是时，采用了 C -MOLD 气辅分析软件使模具顺利研制成功。 （ 4）应用优质塑料模具钢，现注射模较少采用 45 钢， P20 钢得到广泛应用，大大提高了使用寿命和表面光洁度。 （ 5）抽芯脱模机构的创新设计，很多厂家已设计出结构新颖，脱模容易，具有创新意识的脱模机构，并解决了很多以前脱模难的问题但与发达国家。 （ 6）精密，复杂，大型，高寿命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求互换，塑件形状复杂的模具由于采用了 CAD 三维技术计算机模拟注射成型，气辅技术等先进的方式，使模具达到了国外同类模具水平 。模具的寿命也达到 100 万次或更高。 我国的模具工业在“九五”期间虽有较快发展，但相比一些发展较快的国家，我国仍存在相当大的差距。据资料显示， CAD， CAE的应用，发达国家远高于中国，而中国大陆的应用程度有远低于香港，台湾。特别是 FLOW 软件和 COOL 软件，发达国家已普及而中国大陆才刚刚起步。差距之大，使人感慨。在模具标准零件及标准模架方面，发达国家已普及，并实现了商品化，而中国大陆已有国家标准但尚未实现商品化。热流道及热管技术发达国家已大量使用，并形成了系列和标准。而我国大陆 70 年代开始研究迄今尚无标准。 在发达国家及发达地区塑料模具行业向小而专的方向发展；向技术密集方向发展；高技术与高技艺相结合；生产规模以小而专见长；专业化与柔性化相结合。而在中国大陆则恰恰相反。独立的模具工厂难以生存；多属于劳动密集型企业；有忽视高技艺的倾向；大而全居多；尚无专业化与柔性化相结合的规划。而且大型，精密，复杂，长寿命模具产需矛盾仍然十分突出，高档模具进口的比例达 40%以上，而有些模具已出现过剩。 第三章 模具产品发展趋势 模具工业是我国国民经济的基础工业，随着全球经济的发展，新的技命不断取得新的进展和突破，市场经济的不 断发展，促使工业产品越来越向多品种，小批量，高质量，低成本的方向发展，于是对制造各种产品的关键工艺装备 -模具的要求越来越苛刻，模具必然会有如下发展趋势： 1. 模具 CAD/CAM/CAE技术将日益深入人心并发挥越来越重要的作用。基于网络的一体化系统结构 CAD/CAM/CAE 将达到开放性，兼容性和专业化的统一。 CAD/CAM 软件在智能化，面向对象，基于特征和面向制造方面将获得长足的进步。模具 3D 分析的重要性更加明确。国产软件 CAXA 系统， HSC 系统和 Z-MOLO 等软件的功能和水平将不断提高和完善。 2. 模具的精度将越来越高，并日趋大型化，现在模具精度已达 2 3 毫米，不久 1 毫米精度的模具将上市。随着零件微化及精度要求的不断提高，这就要求发展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而发展的一模多腔，势必要求模具随之大型化。 3. 随着热流道技术的日益推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高，由于热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流 道技术的应用将会发展很快，比例也将逐渐提高。 4. 随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气 辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。气体辅助注射成型技术能改善塑件的内在和外观质量。具有注射压力低，制品变形小，节约原料，提高制件生产率，从而大幅度降低成本等优点。而高压注射成型可减小树脂收缩率，增大塑件尺寸的稳定性，提高其精度。 5. 快速经济制模技术的前景十分广阔，突出的表现在快速成型（ RP）快速模具制造（ RT）上。 21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达 75%以上。模具的生产周期将越来越短，成本也将相应降低。精度和寿命又能满足生产上的使用要求 RP+RT 的研究成为国内外 RPM 界十分关 注并大力发生的领域之一，正大力向着快速模具制造（ RTM）发展，一些新的快速成型方法相继涌现， RPM 是电脑，激光，光学扫描，先进的新型材料，计算机辅助设计（ CAD），计算机辅助加工（ CAM），数控（ CNC）综合应用的高进技术。利用它可以直接或间接的快速制模。快速制模技术为适应市场的需求，必然呈现多元化的发展趋势。 6. 模具标准件的应用将日益广泛。模具标准件不但能缩短模具制模周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日益广泛，在今后的模具市场中必将成为一类。十分活跃而又高速发展的 产品。 7. 三维扫描仪的多样化和高速化将会使模具的逆向工程获得发展，逆向工程技术已成为模具制造，信息传递的简便途径，是模具CAD/CAM 的关键技术之一。 8. 高性能的模具钢的用量也将以较快速度增长，由于对模具钢的要求越来越高，迫切需要研制出高强度，高硬度，高耐磨性惬意加工，热处理变形小，导热性优良的制模材料，并广泛的投入应用。如各种导型材模具， PVC 塑料等。 9. 随着以塑料钢的进一步发展，塑料模的比例将不断提高，发展速度也将高于冲模。对模具的要求也将越来月高，高档模具在市场上的份额也将逐步扩大。 第四章 计算设计与说明 一：材料分析 如前图所示塑料制件，名称为电流线圈架零件图，材料 ABS 塑料 比重 :1.05 克 /立方厘米 成型收缩率 :0.4-0.7% 成型温度： 200-240 干燥条件： 80-90 2 小时 特点： 1、综合性能较好 ,冲击强度较高 ,化学稳定性 ,电性能良好 . 2、与 372有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件 ,且可表面镀铬 ,喷漆处理 . 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、 PC 等好，柔韧性好。 用途 ：适于制作一般机械零件 ,减磨耐磨零件 ,传动零件和电讯零件 . 成型特性： 1.无定形料 ,流动性中等 ,吸湿大 ,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度 ,3 小时 。 2.宜取高料温 ,高模温 ,但料温过高易分解 (分解温度为 270 度 ).对精度较高的塑件 ,模温宜取 50-60 度 ,对高光泽 .耐热塑件 ,模温宜取 60-80 度 。 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具 及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置 。 一工艺性分析 （ 1） 该塑件尺寸中等，一般精度等级 IT=4为方便成型，方便开发模具，采用一模也腔，如需要可对制品进行后加工。 （ 2） 该制件采用点交口形式，方便成型。 （ 3） 为方便加工和热处理，型腔和型芯采用部分拼镶结构。 制件要求： （ 1） 制件表面光滑平整，不准有飞边、毛刺、及其它的外观缺陷。 （ 2） 色泽均匀协调，不准有气泡，裂纹缩孔等缺陷。 （ 3） 制件尺寸要求在偏差范围内，并达到所需要的精度。 二计算工件体积 V 底 2504.45 V 凸 2037 V 圆弧 830.16 V 总 V 底 + V 凸 + V 圆弧 5.37cm3 查表 6-1（参考文献 1）塑料 ABS的密度为 1.02 1.05g/cm3 单件塑件的重量 MS 5.37X1.05 6g 三型腔 .型芯工作部位尺寸的确定 1.平均收缩率计算型腔径向尺寸 ABS 的塑件收缩率是 0.4 0.7%平均收缩率 S=（ 0.4%+0.7%）/2=0.55% 型腔工作部位尺寸： 型腔径向尺寸 : Lm 1 =(1+S)Ls-X + 0 =65X（ 1+0.55%）-0.75X0.320.1 0 =65.12+0.1 0 Lm 2=(1+S)Ls-X + 0 =34X（ 1+0.55%） -0.75X0.26 +0.86 0 =34.122+0.86 0 2. 平均收缩率计算型腔深度、型芯高度尺寸 型腔深度尺寸 : Hm =(1+s)Hs-X + 0 =12X（ 1+0.55%） -0.75X0.18+0.06 0=11.93+0.6 0 型芯径向尺寸 : lm =(1+s)ls+X 根据上式分别得到型心径向尺寸为： lm1=(1+0.55%)x13.5+0.75x0.18=14.920 -0.06 lm2=(1+0.55%)x10.5+0.75x0.18=11.910 -0.06 lm3=(1+0.55%)x15+0.75x0.2=15.230 -0.15 型芯高度尺寸 :hm 1 =(1+s)hs+X 0 = 12X（ 1+0.55%）+0.75X0.20 -0.06=12.760 -0.06 hm 2 =(1+s)hs+X 0 =（ 1+0.55%） X4.5+0.75X0.140 -0.04=4.540 -0.04 X 修正系数取 0.5 塑件公差（ mm） 模具制造公差，取 1/3 四 .浇注系统的设计 （ 1） 确定分型面位置，该塑件的结构如图分型面浇口 该件结构比较简单分型面如上图 （ 2）确定浇口形式及位置，为了提高成型效率，采用点浇口形式，选在制件底部中心位置。并采用双分型面塑模结构，浇口在第一次分型时被拉断。 浇口直径可以根据经验公式计算 d=（ 0.14 0.20） 式中 d 浇口直径（ mm）， S 在浇口处的避厚 (mm)， A 型腔表面积 d (0.14 0.20) （浇口直径也可以根据经验值取 1 mm), 浇口锥角取 =15， 浇口倾斜角取 =45 五 选用模架 （ 1）可看出型腔为整体式，因此型腔的强度和刚度按型腔为整体式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦也可参考经验推荐数据查 表 6 15 型腔侧壁的 S=9mm （ 2）初选注射机 射量：该塑料件单件重 6 克，浇注系统 为点浇口，粗略估算 M浇 1g 总体积 V 塑件 6.37cm3 总质量 M=6+1g 7g 满足注 射量 V 机 V 塑件 /0.8 式中 V 机 额定注射量（ cm3 ） V 塑件 塑件与浇注系统凝料体积和（ cm3 ） V 塑件 /0.8=6.37/0.8=7.96cm3 2）注射压力 : P 注 P 成型 查表 6 5(参考文献一 )ABS塑料成型时的注射压力 P 成型 =70 90MPa 3）锁模力： P 锁模力 PF 式中 P 塑料成型时型腔压力， ABS 塑料的型腔压力 P=30MPa F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和， F=17X14X2 =476mm PF=30 476N=14.28KN 根据以上分析（计算）查表 6 24(参考文献一 )初选注射机型号为： Xs-Z-30 注射机 Xs-Z-30有关技术参数如下 : 最大开合模行程 S 160mm 模具最大厚度 180 mm 模具最小厚度 60mm 喷嘴孔直径 2mm 动，定模板尺寸 250 280mm 拉杆空间 235mm 喷嘴圆弧半径 12mm (4) 选标准模架 根据以上分析，计算机以及型腔尺寸及位置尺寸确定模架的结构形式和规格，查表 7 1， 7 3 选用 A 4 -200160-02-Z2 GB/T 12556.1-1990 定模板厚度： A=16mm 动模板厚度： B=25mm 垫块厚度： C=50mm 模具厚度： H 模 =88+A+B+C=（ 88+16+25+50） =179mm 模具外型尺寸： 200mm 160mm 179mm 六 .校核注射机 （ 1）注射量，锁模力，注射压力 , 模具厚度的校核。由于在初选注射机和选用标准模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量，锁模力 ,注射压力 ,模具厚度不必进行校核已符合所选注射机要求。 （ 2）开模行程的校核 注射机最大开 模行程因按与模厚有关时来校核 ,双分型面注射模可按下式校核 注射机的最大开模行程 S S 2h件 +h浇 +（ 5 10）才满足要求 式中 h件 -塑料制品的高度 h浇 -浇注系统的高度 2h件 +h浇 +（ 5 10） 74mm 因为 S 为 160mm,所以 S 74mm 满足要求 （ 3）模具在注射机上的安装：从标准模架外型尺寸看小于注射机的拉杆空间，并采用压板固定模具，所以注射机的规格满足要求。 七 模具导向机构的设计 导向机构对塑料模具是不可缺少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有 导向机构，导柱安装在动模一边还是定模一边均可，通常导柱设在主型心周围，导向机构主要有定位 、导向、承受一定 侧压力三个作用。 本模具是一模一具的模具，一般采用四根导柱的导向机构。 1. 导柱机构的技术要求 （ 1） 长度 导柱导向部分的长度应该比凸摸端面的高度高出8-12mm，以免出现导柱未导正方向而型心先进入型腔的情况 （ 2） 形状 导住前端应该做成锥台形或半球形以使导柱能顺利地进入导向孔，本模具导柱前端采用锥台形。 （ 3） 材料 一般采用 20 钢或者 t8， t10 钢硬度 50-55 HRC （ 4） 数量及布置 导柱应该合理均匀分布在模具分型面 的四周 （ 5） 配合精度 导柱的导向部分通常采用 H7/57 或 H8/57 的间隙配合 2 导套的结构和技术要求 （ 1） 形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端面倒圆角，导向孔最好作成通孔，以利于排出孔内的空气，如果摸板较厚，导孔必须作成盲孔时可在盲孔的侧面打一个小孔排气或在导柱的侧壁磨出排气槽 （ 2） 材料 可采用与导柱相同的材料 （ 3） 配合精度 直导套用 H7/r6 过盈配合潜入摸板 （ 4） 导柱与导套的配用 由模具的结构及生产要求而定 八 定模座板 动模座板的设计 定模座板 使定模固定在注射机的固定工作台面是的模具 动模座板 使动模固定 在注射机的移动工作台面是的模具 （ 1） 选用的摸板在注射机上的安装只需在定模板上的设置定位孔 （ 2） 动，